Книги, научные публикации Pages: | 1 | 2 |

№ 3, МАРТ 2003 СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ И СИСТЕМЫ 2003 март № 3 (67) МАССОВЫЙ ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ НАУЧНО ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ Учредитель и издатель: НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА VD MAIS Зарегистрирован ...

-- [ Страница 2 ] --

№ 3, МАРТ ПОВЕРХНОСТНЫЙ МОНТАЖ МАНИПУЛЯТОРЫ ДЛЯ УСТАНОВКИ SMD КОМПОНЕНТОВ В статье рассмотрены основные характеристики ручных и полуавтоматических манипуляторов семейства EXPERT швейцарской фирмы ESSEMTEC, предназначенных для установки электронных компонентов на поверхность печатных плат при мелкосерийном производстве. А. Ермолович, Н. Малиновский Ручные и полуавтоматические манипуляторы семейства EXPERT имеют четыре базовые модели, ко торые могут быть доукомплектова ны дополнительными модулями. Эта особенность позволяет выбрать модель, оптимально соответствую щую текущим потребностям произ водства, и затем по мере возраста ния сложности изготавливаемых плат осуществлять ее модерниза цию. Дополнительно к базовым мо делям в широком ассортименте поставляются узлы и модули, обес печивающие быструю и точную ус тановку SMD компонентов всех ти пов на печатные платы любого уровня сложности. Встроенная ми кропроцессорная система управ ления автоматически распознает добавленные модули и включает их в работу. СОСТАВ МАНИПУЛЯТОРОВ Ручные манипуляторы (см. стр. 3 цветной вкладки) предназначены для изготовления опытных образ цов и выпуска малых партий печат ных плат, содержащих небольшое число электронных компонентов. Манипулятор EXPERT M пред назначен для установки стандарт ных компонентов. В состав базово го комплекта входят: Х станина Х легко перемещающийся суппорт с ручной подачей, на котором ус тановлена пневматическая мон тажная головка, снабженная ав томатическим вакуумным захва том и обеспечивающая поворот компонента на угол 360 Х микропроцессорная система уп равления с жидкокристалличес ким индикатором Х приспособление для быстрой смены и фиксации печатных плат. Манипулятор EXPERT FP пред назначен для установки стандарт ных компонентов, а также малога баритных chip компонентов и микросхем с малым шагом распо ложения выводов. От манипулято ра EXPERT M отличается тем, что в комплект поставки дополнительно включены: Х устройство блокировки переме щения компонента по осям X, Y и Z для точной его установки на плату Х привод для автоматического опу скания компонента, отрабатыва ющий зависание компонента над платой Х фиксатор платы с микрометриче ским столиком для поворота и пе ремещения плат по осям X, Y. Полуавтоматические манипуля торы предназначены для изготовле ния опытных образцов и малых пар тий сложных печатных плат. Про граммное управление гарантирует правильную установку компонен тов и повышает скорость их уста новки, поскольку чертеж, согласно которому устанавливается компо нент, автоматически отображается на экране монитора. Манипулятор EXPERT SA пред назначен для установки стандарт ных компонентов. От манипулято ра EXPERT M отличается тем, что в комплект поставки дополнительно включены: Х растровые измерители переме щения по осям X и Y с разреше нием 0.1 мм Х персональный компьютер с соот ветствующим программным обес печением, формирующим на экра не монитора подсказку о последо вательности операций сборки и контролирующим прaвильность вы борки компонентов из питателей, а также координаты их установки. Манипулятор EXPERT FPSA предназначен для установки стан дартных компонентов, а также ма логабаритных chip компонентов и микросхем с малым шагом распо ложения выводов. Выполнен на ба зе EXPERT SA с включенными в ком плект поставки дополнительными узлами, которыми доукомплекто ван манипулятор EXPERT FP. БАЗОВЫЕ МОДУЛИ Пневматическая монтажная го ловка (рис. 1) входит в состав всех манипуляторов семейства EXPERT. Конструкция головки и малое уси лие ее перемещения снижают утомляемость оператора, поэтому даже при длительной работе точ ность установки компонентов не снижается.

Рис. 1. Монтажная головка В монтажную головку манипуля тора серии FP дополнительно уста новлено пневматическое приспо собление для автоматического опу скания компонента. Юстируемый механизм остановки компонента на заданной высоте над платой предотвращает контакт компонен та с паяльной пастой перед его ориентацией. После точного вы равнивания положения компонент автоматически опускается на плату. Дозатор (рис. 2), предназначен ный для нанесения клея, паяльной пасты или заливочного компаунда, существенно расширяет функцио нальные возможности манипулято ра. Микропроцессорная система управления позволяет формиро вать с помощью дозатора капли любого объема, причем значение заданного объема индицируется на дисплее.

Представленные в ЭКиС компоненты, оборудование и материалы можно приобрести в НПФ VD MAIS. Tел.: (044) 227 2262, 227 1356, 227 5281, 227 5297, 227 7173, 227 1389, 227 4249, факс: (044) 227 3668.

ПОВЕРХНОСТНЫЙ МОНТАЖ В дозатор могут уста печивают точное из навливаться шприцы объ мерение текущего емом 10 или 5 см3. Уста положения монтаж новленный под углом ной головки, что шприц позволяет избе позволяет автомати жать засорения иглы. Что чески контролиро бы предотвратить разма вать точки захвата и зывание наносимого ве установки компо щества по поверхности нентов и информи платы после формирова ровать оператора ния капли шприц подни об ошибках. Про мается строго вертикаль грамма отображает Рис. 2. Дозатор но. на экране монитора В манипуляторах мо компьютера кор дификации FP имеется ре ректные точки за жим блокировки переме хвата и установки щения монтажной голо компонентов, а так вки по оси X или Y, что же правильное по позволяет формировать ложение компонен полосу клея или компаун та при установке с да. указанием полярно Минитермофен сти или ориентации (рис. 3), устанавливаемый (рис. 4). на вторую консоль, поз При работе на воляет выполнять селек полуавтоматичес тивную пайку компонен ком манипуляторе тов, что превращает ма Рис. 3. Минитермофен схема размещения нипулятор в функцио компонентов не нально полную систему для изго нужна, т. к. компьютер указывает товления опытных образцов плат. В поэтапно каждый шаг процесса этом случае на манипуляторе мож сборки. Поскольку компьютер ука но выполнять монтаж и демонтаж зывает, где взять компонент, в ка отдельных компонентов, а также кое место на плате и как его уста ремонт печатных плат. Использо новить, скорость работы операто вание специальных насадок на тер ра существенно повышается. Стеклянная призма (рис. 5) уст мофен позволяет избежать пере грева компонентов и обеспечить раняет эффект параллакса, возни одновременную пайку всех выво кающий в случае, когда процесс дов. установки компонента контролиру Скорость и температура воз ется с использованием смонтиро душного потока регулируются. Что ванного под наклоном микроско бы не охлаждать и затем нагревать па или телевизионной камеры, и инструмент при кратковременных приводящий к смещению компо перерывах в пайке, он устанавли нента. Поэтому установку малога вается в специальный отсек, снаб баритных компонентов и микро женный вентилятором, выдуваю схем с малым шагом расположения щим горячий воздух за пределы ра выводов рекомендуется выполнять бочей зоны. Компьютерная система контро ля, входящая в состав полуавтома тических манипуляторов серии SA, уменьшает число ошибок, связан ных с "человеческим фактором", и повышает скорость работы опера тора. В этих манипуляторах стек лянные растровые датчики с высо Рис. 4. Изображение на экране ким разрешением, измеряющие монитора места установки и перемещение по осям X и Y, обес положения компонента № 3, МАРТ с использованием дополнительной призмы, позволяющей контролиро вать положение выводов, разме щенных вдоль любой из четырех сторон компонента, относительно контактных площадок. Призма, уст ройство блокировки перемещения и вращения вакуумного захвата, микрометрический столик для точ ного перемещения платы и устрой ство автоматического опускания компонента обеспечивают преци зионную установку большинства компонентов. Призма может поставляться как отдельно, так и в комплекте с моно хромной или полноцветной телеви зионной камерой. При использова нии телекамеры изображение ото бражается на экране видеомони тора с 10 или 20 кратным увеличе нием. Манипулятор, снабженный призмой и телевизионной системой наблюдения, может использовать ся для неавтоматизированного оп тического контроля качества мон тажа печатных плат. Для контроля качества монтажа телекамера мо жет устанавливаться как верти кально, так и наклонно. Модуль микропозиционера MPL3000 (рис. 6) предназначен для установки на плату микросхем в корпусах BGA, CSP и кристаллов бескорпусных микросхем (монтиру емых методом flip chip). При уста новке таких микросхем нужно точ Рис. 5. Стеклянная призма и телекамера Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

№ 3, МАРТ ПОВЕРХНОСТНЫЙ МОНТАЖ Характеристики и комплектность манипуляторов EXPERT но совмещать их выводы, располо женные на нижней поверхности, с контактными площадками платы, что невозможно обеспечить без использования специальных опти ческих систем. После доукомплек тования модулем MPL3000 манипу ляторы семейства FP можно ис пользовать для сборки плат любого уровня сложности. Интегрированная в модуль MPL3000 система наблюдения на базе телевизионной камеры, снаб женной расщепителем поля зре ния, обеспечивает визуализацию на экране телевизионного монито ра одновременно нижней поверх ности компонента и контактных площадок платы, что позволяет точно ориентировать компонент относительно контактных площа док платы. Питатели (рис. 7) поставляются по отдельному заказу. Манипуля торы EXPERT могут быть укомплек тованы питателями: Х из ленты шириной 8, 12 и 16 мм на катушках диаметром 17 дюй мов (при использовании ленты шириной 8 мм в манипулятор можно установить одновременно до 37 питателей) Х из наклонно установленного пе нала (который используется для упаковки микросхем в корпусах SO8 28, PLCC20 44, PLCC52 84) Х из ячеистых поддонов карусель ного типа на 45 или 90 ячеек. Манипуляторы могут также быть укомплектованы различными прямоугольными ячеистыми поддо нами и мини поддонами, малога баритными питателями из отрезков Рис. 6. Модуль микропозиционера Рис. 7. Питатели ленты различной ширины. Основные характеристики ма нипуляторов разных модификаций и варианты их комплектности при ведены в таблице. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Манипуляторы семейства EXPERT отличаются продуманной модуль ной конструкцией, что позволяет превращать их в универсальные мелкосерийные производственные системы путем доукомплектования дополнительными модулями. По мере совершенствования элек тронной элементной базы фирма ESSEMTEC разрабатывает и выпус кает новые опционные модули, с использованием которых манипу ляторы можно модернизировать для обеспечения соответствия их характеристик растущим требова ниям производителей электронных устройств. В статье приведены лишь крат кие сведения о манипуляторах и входящих в их состав основных мо дулях. Дополнительную информа цию (в частности, о специализиро ванном программном обеспечении для манипуляторов EXPERT) можно получить в офисе фирмы VD MAIS.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ № 3, МАРТ Кремниевые светодиоды с высокой квантовой эффективностью * Специалистам исследовательского центра фирмы STMicroelectronics (г. Катания, Италия) удалось создать экспериментальные образцы кремниевого светодиода с квантовой эффективностью около 20 %. По этому параметру новая разработка в сто раз превосходит предыдущие и выводит этот кремниевый светодиод на уровень конкурентоспособных по техническим параметрам. Для изготовления экспериментальных образцов светодиодов было использовано стандартное промышленное оборудование, что позволит в сжатые сроки наладить промышленный выпуск микросхем со встроенными кремниевыми светодиодами. Решить задачу создания высокоэффективных светодиодов на основе кремния удалось с использованием нанотехнологии. Структура разработанного STMicroelectronics светодиода приведена на рисунке. В этом светодиоде слои монокристаллического кремния p типа и поликристаллического кремния n типа разделены тонкой пленкой окиси кремния, обогащенной кремнием и легированной редкоземельным металлом (эрбием или церием). Избыточный кремний при соответствующем режиме отжига формирует в окиси кремния нанокристаллы размером 1...2 нм, содержащие около 500 атомов кремния. Активным веществом, излучающим фотоны, является редкоземельный металл, имплантируемый после отжига в окись кремния ионным лучом. В такой структуре вероятность перехода ионов редкоземельного металла в возбужденное состояние повышается в связи с тем, что ширина запрещенной зоны кремния в нанокристаллах превышает ширину запрещенной зоны кремния в крупных Структура кремниевого светодиода монокристаллах. Величина квантовой эффективности определяется соотношением концентраций нанокристаллов и атомов редкоземельного металла. Первые промышленные изделия, в которых STMicroelectronics планирует применить кремниевые светодиоды, монолитные микросхемы силовых ключей, предназначенные для использования в импульсных источниках питания, системах управления электродвигателями и электронных реле. Оптроны, изготовленные на базе новых микроэлектронных узлов кремниевых светодиодов и интегральных световодов, а также интегральных кремниевых фотодиодов, обеспечат гальваническую развязку силовых цепей и цепей управления. * ST Challenge, 2002, 3rd Edition.

16 РАЗРЯДНЫЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ СО ВСТРОЕННОЙ ФЛЭШ ПАМЯТЬЮ Фирма Motorola освоила новое семейство 16 разрядных микроконтроллеров со встроенной флэш памятью. В составе семейства десять микроконтроллеров с объемом флэш памяти от 32 до 512 кбайт. Архитектура ядра этого семейства выполнена на основе 16 разрядного микроконтроллера HCS12. Внутренняя тактовая частота процессора составляет 25 МГц. Новые микроконтроллеры имеют встроенные средства отладки, программно совместимы с микроконтроллерами семейства 68HC11/68HC12 и предназначены для применения в автомобильной промышленности, системах телекоммуникаций, средствах бытовой электроники. Основные параметры микроконтроллеров: Х объем памяти: флэш 32 512 кбайт RAM 12 14 кбайт EEPROM 1 4 кбайт Х тип интерфейса: CAN шина, I2C, USB Х встроенный АЦП: 16 каналов, 10 разрядов Х таймер: 8 каналов, 16 разрядов Х ШИМ: 8 каналов, 8 разрядов или 4 канала, 16 разрядов Х встроенный генератор тактовых импульсов. В комплект поставки микроконтроллеров нового семейства может входить отладочный набор, FOB цена которого составляет $ 495. Подробную информацию о новых микроконтроллерах и средствах отладки фирмы Motorola можно получить в сети Интернет по адресу: httm://www.motorola.com/mcu Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

№ 3, МАРТ КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ Новые экономичные часы реального времени Семейство часов реального времени, выпускаемых фирмой STMicroelectronics, пополнилось двумя новыми недорогими микросхемами М41Т0 и М41Т80 с интерфейсом I2C, предназначенными для применения в микропроцессорных системах коммерческого и промышленного назначения. Обе микросхемы формируют отсчет времени в секундах, минутах, часах, днях недели, месяцах, годах, столетиях и автоматически учитывают високосные годы. Микросхема М41Т80 формирует также сигнал тревоги, тактовый сигнал с частотой 32 кГц, программируемый сигнал типа меандр с частотой от 1 до 32 кГц и сигнал, вырабатываемый при снижении напряжения питания до уровня, при котором тактовый генератор перестает работать. Микросхемы имеют напряжение питания 2Е5.5 В, диапазон рабочих температур от 40 до +85 С и выпускаются в корпусе SO8. При напряжении питания 3 В ток потребления М41Т0 составляет 35 мкА, М41Т80 30 мкА. Дополнительную информацию о часах реального времени можно получить в сети Интернет по адресу: www.st.com/rtc По страницам журнала IEEE SPECTRUM Фирма Logitech разработала авторучку, которая позволяет одновременно записывать текст на бумагу и во встроенную флэш память (рис. 1). Объем памяти рассчитан на 40 страниц текста. Данные из ручки могут быть переписаны в компьютер через USB порт. Стоимость такой ручки $ 199. Подробную информацию можно получить в сети Интернет по адресу: www.logitech.com В конце 2002 г. фирма Logitech выпустила портативное устройство T Mobile, сочетающее функции мобильного телефона и персонального цифрового ассистента (рис. 2). Рис. 1 T Mobile обеспечивает выход в Интернет, позволяет передавать электронные сообщения, имеет мультимедийные приложения. Стоимость этого устройства $ 200, что более чем в два раза ниже стоимости аналогичного изделия фирмы Nokia. С основными параметрами T Mobile можно ознакомиться в сети Интернет по адресу: Рис. Если в квартире имеется несколько компьютеров, для организации проводной сети необходимо прокладывать коммуникации, что не всегда удобно. Для решения этой проблемы фирма Microsoft Broadband Networking Group разработала специальный комплект, обеспечивающий беспроводной связью несколько домашних компьютеров (рис. 3). Данная сеть является аналогом проводной сети Ethernet в стандарте IEEE 802.116. Стоимость этого комплекта $ 220. Подробную информацию об этом комплекте можно получить в сети Интернет по адресу: www.microsoft.com/broadbandnetworking В настоящее время рядом зарубежных компаний освоены устройства энергонезависимой твердотельной памяти для считывания больших объемов данных с Рис. 3 компьютера через USB порт. Размеры такой памяти не больше упаковки жевательной резинки (рис. 4). Цена зависит от объема памяти. При объеме 64 Мбайт стоимость памяти $ 124. Для защиты данных от несанкционированного доступа память может быть снабжена сенсором для считывания отпечатка пальца пользователя. Подробную информацию об этом комплекте можно получить в сети Интернет по адресу: Рис. Представленные в ЭКиС компоненты, оборудование и материалы можно приобрести в НПФ VD MAIS. Tел.: (044) 227 2262, 227 1356, 227 5281, 227 5297, 227 7173, 227 1389, 227 4249, факс: (044) 227 3668.

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ИЗДЕЛИЯ № 3, МАРТ МИКРОСХЕМА ТРЕХФАЗНОГО СЧЕТЧИКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Фирма Analog Devices выпустила новую микросхему ADE7754 трехфазного счетчика электроэнергии с цифровой калибровкой, характеризующуюся уменьшенной погрешностью и расширенными функциональными возможностями.

В ноябре 2002 г. фирма Analog Devices пополнила семейство микросхем для счетчиков электроэнергии (см. таблицу) новой микросхемой ADE7754 трехфаз ного счетчика с цифровой калибровкой, предназна ченной для измерения расхода электроэнергии в трех фазной бытовой или промышленной сети любого ти па. Микросхема содержит прецизионный шестика нальный аналоговый интерфейс (три входных канала для измерения тока и три напряжения, один выход ной для бесконтактной калибровки счетчика) и циф ровой сигнальный процессор с фиксированным набо ром функций. Отличительная особенность новой мик росхемы высокая точность (в динамическом диапа зоне 1000:1 погрешность линейности не превышает 0.1 %) и расширенный набор функций: кроме полной и активной составляющей расхода электроэнергии мик росхема измеряет среднеквадратические значения тока и напряжения в каждой фазе, форму волны тока или напряжения в любой из фаз. Для создания на базе этой микросхемы функционально полного счетчика с дистанционной сменой тарифов к ней необходимо подключить микроконтроллер, энергонезависимую память, жидкокристаллический индикатор и модем (см. рисунок). Микросхема содержит регистры цифровой коррек ции значения мощности, фазы и смещения для каждой фазы. Коэффициенты в эти регистры записываются по интерфейсу SPI, что позволяет программно скоррек тировать составляющую погрешности, вызванной разбросом параметров датчиков тока, напряжения и аналоговых каскадов микросхемы. Кроме того, микро Всемирно известная фирма Analog Devices явля ется лидером в выпуске прецизионных аналоговых и аналого цифровых микросхем, в том числе соответст вующих стандартам для военной и авиакосмической промышленности. Все выпускаемые фирмой партии микросхем счетчиков электроэнергии так же, как и специализированные микросхемы, проходят ускорен ную проверку на старение и имеют гарантированный срок эксплуатации более 60 лет. Этим объясняется то, что в настоящее время микросхемы фирмы Analog Devices установлены в более чем 75 млн счетчиках. Если Вы хотите, чтобы выпускаемые Вами счетчи ки служили долго и надежно, имели оптимальное со отношение цены и качества, используйте в них специ ализированные микросхемы фирмы Analog Devices.

Структурная схема счетчика электроэнергии на основе микросхемы ADE7754 схема содержит встроенный датчик температуры, поз воляющий корректировать составляющую погрешно сти, вызванной изменением температуры окружаю щей среды. Микросхема имеет напряжение питания +5 В, диа пазон рабочих температур 40Е+85 С и выпускается в корпусе 24 SOIC. Для оценки возможностей микросхе мы поставляется оценочная плата EVAL ADE7754EB, снабженная программным обеспечением.

Основные характеристики микросхем счетчиков электроэнергии Дополнительную информацию можно получить в сети Интернет по адресу: www.analog.com/energymeter Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

Pages: | 1 | 2 | Книги, научные публикации

Blog